JP2018147096A - 生産ラインの制御システム及び作業設定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業の効率化を図れる生産ラインの制御システム及び作業設定装置を提供する。
【解決手段】生産ラインの制御システム１は、複数の工程のうちの少なくとも一部の工程において発生した作業の対応を要求する作業要求信号を受信する受信部３と、受信部３において受信した作業要求信号に基づいて、予め登録される作業者に対する作業を設定し、当該作業者に作業を指示する情報を出力する制御部５と、を備え、制御部５は、一の作業と共に当該一の作業に関連する他の作業を作業者に指示する情報を出力する。
【選択図】図２

Description

本発明は、生産ラインの制御システム及び作業設定装置に関する。

従来の生産ラインの制御システムとして、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載の制御システムは、装置からの作業情報を受け付けて受け付けた要求作業情報を記憶し、作業項目内容を判断する手段と各作業者の現在状況を特定の項目で判断する手段とそれを評価数字で表し記憶する評価記憶手段と、各評価項目に発生作業内容に基づいた重み付けを付加し記憶する評価記憶手段と、その評価記憶の条件結果により作業指示情報に優先順位を付け作業者へ出力する作業指示手段と、を備える。

特開２００６−１６３８８９号公報

従来の制御システムでは、優先順位の高い作業から作業者に指示する。そのため、従来の制御システムでは、例えば、優先度が高い順から第１〜第３の作業が発生している場合、第１の作業から順番に作業者に作業を指示する。ここで、生産ラインが設けられる広大な工場等では、移動に時間と手間を要する。そのため、例えば、第１の作業の作業場所と第３の作業の作業場所とが近い場合、第１の作業の後に第２の作業を指示し、その後に第３の作業の指示を行うことは効率的ではない。

本発明の一側面は、作業の効率化を図れる生産ラインの制御システム及び作業設定装置の提供を目的とする。

本発明の一側面に係る生産ラインの制御システムは、複数の工程を含む生産ラインの制御システムであって、複数の工程のうちの少なくとも一部の工程において発生した作業の対応を要求する作業要求信号を受信する受信部と、受信部において受信した作業要求信号に基づいて、予め登録される作業者に対する作業を設定し、当該作業者に作業を指示する情報を出力する制御部と、を備え、制御部は、一の作業と共に当該一の作業に関連する他の作業を作業者に指示する情報を出力する。

本発明の一側面に係る生産ラインの制御システムでは、制御部は、一の作業と共に当該一の作業に関連する他の作業を作業者に指示する情報を出力する。例えば、制御部は、一の作業と同時に、一の作業と作業場所や作業内容について関連する他の作業を指示する情報を出力する。これにより、作業者は、一の作業と他の作業とを効率良く行うことが可能となる。したがって、生産ラインの制御システムでは、作業の効率化を図ることができる。

一実施形態においては、作業自体に係る要因及び作業環境に係る要因の少なくとも一つに基づいて、他の作業を設定してもよい。作業自体の要因としては、例えば、作業の優先度及び作業内容等が挙げられる。作業環境の要因としては、例えば、作業場所が挙げられる。これにより、一の作業に関連する他の作業を適切に設定できる。したがって、作業の効率化をより一層図ることができる。

一実施形態においては、制御部は、作業者の習熟度に基づいて、他の作業を設定してもよい。例えば、習熟度の低い作業者に対して、高い技量を必要とする作業を同時に指示したとしても、作業を行えなかったり作業に時間を要したりするため、逆に作業効率が低下する。そのため、作業者の習熟度に応じて他の作業を設定することにより、作業者の能力に応じた作業を指示できる。したがって、作業の効率化を図ることができる。

一実施形態においては、作業を関連付けて記憶する記憶部を備え、制御部は、一の作業に関連する他の作業を記憶部から取得し、一の作業及び他の作業を作業者に指示する情報を出力してもよい。これにより、一の作業に関連する他の作業を適切に取得して、作業者に指示することができる。

本発明の一側面に係る作業設定装置は、生産ラインにおける複数の工程のうちの少なくとも一部の工程において発生した作業の対応を要求する作業要求信号を受信する受信部と、受信部において受信した作業要求信号に基づく作業の中から、関連する複数の作業を組み合わせて一つの作業群として設定する制御部と、を備える。

本発明の一側面に係る作業設定装置では、関連する複数の作業を組み合わせて一つの作業群として設定する。例えば、制御部は、作業場所や作業内容について関連する一の作業と他の作業とを作業群として設定する。このように、関連する作業を組み合わせることにより、作業を効率良く行わせることが可能となる。したがって、作業設定装置では、作業の効率化を図ることができる。

一実施形態においては、制御部は、作業自体に係る要因及び作業環境に係る要因の少なくとも一つに基づいて作業群を設定してもよい。これにより、関連する作業を組み合わせた作業群を適切に設定できる。したがって、作業の効率化をより一層図ることができる。

一実施形態においては、制御部は、作業者の習熟度に基づいて、作業群を設定してもよい。例えば、高い技量を必要とする作業が組み合わされた作業群を作成した場合において、作業を行える作業者の習熟度が低い場合には、作業者が作業を行えなかったり作業に時間を要したりするため、逆に作業効率が低下する。そのため、作業者の習熟度に応じて作業群を設定することにより、作業者の能力に応じた作業群を設定できる。したがって、作業の効率化を図ることができる。

一実施形態においては、制御部は、作業群について優先度を設定してもよい。この構成では、作業群の優先度が設定されるため、緊急性の高い作業にも対応することが可能となる。

本発明の一側面によれば、作業の効率化が図れる。

図１は、生産ラインを模式的に示す図である。 図２は、一実施形態に係る生産ラインの制御システムを示す図である。 図３は、作業データベースに格納されているデータの一例を示す図である。 図４は、作業群の設定の一例を示す図である。 図５は、作業者データベースに格納されているデータの一例を示す図である。 図６は、表示装置に表示される画面の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施形態に係る生産ラインの制御システム１は、図１に示される生産ライン１００を制御する。本実施形態では、生産ライン１００として、食品（菓子等）を生産するラインを一例として説明する。図１に示されるように、生産ライン１００は、主ラインＬと、主ラインＬから分岐する複数（ここでは３本）の分岐ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３を有する。主ラインＬには、工程Ｐが設けられる。工程Ｐにおいては、例えば、食品に処理が施される。工程Ｐにおいて処理された食品は、各分岐ラインＬ１〜Ｌ３に搬送される。食品は、例えば、ベルトコンベアにより搬送される。なお、工程Ｐの前に更に工程があってもよい。

本実施形態では、分岐ラインＬ１〜Ｌ３においては、同様の工程が行われる。分岐ラインＬ１は、例えば、複数（ここでは６個）の工程Ｐ１１〜Ｐ１６を有する。工程Ｐ１１では、組合せ計量装置によって、食品の組合せ計量を行う。工程Ｐ１２では、包装装置によって、組合せ計量装置により計量された食品を包装する。工程Ｐ１３では、包装検査装置によって、包装物の包装状態を検査する。工程Ｐ１４では、計量装置によって、食品の重量を検査する。工程Ｐ１５では、異物検査装置によって、異物混入の有無を検査する。工程Ｐ１６では、梱包装置によって、包装物を梱包する。分岐ラインＬ２，Ｌ３は、分岐ラインＬ１と同様に、複数の工程Ｐ２１〜Ｐ２６，Ｐ３１〜Ｐ３６を有する。

生産ライン１００においては、各工程に設けられる装置等のメンテナンスを行う作業、生産に必要な部材（材料）を供給（補充、交換）する作業、及び、生産工程において発生したトラブルに対応する作業等が発生する。例えば、工程Ｐ１２では、食品を包装するフィルムを交換する作業が発生する。各工程Ｐ，Ｐ１１〜Ｐ１６，Ｐ２１〜Ｐ２６，Ｐ３１〜Ｐ３６設けられる装置は、作業が発生した場合、発生した作業の対応を要求する作業要求信号を生成し、作業要求信号を後述の受信部３に送信する。作業要求信号には、対応が必要な作業を特定する情報、作業が発生した工程（装置）を特定する情報、及び、作業（トラブル等）が発生した時間等が含まれ得る。各工程Ｐ，Ｐ１１〜Ｐ１６，Ｐ２１〜Ｐ２６，Ｐ３１〜Ｐ３６設けられる装置は、作業要求信号を生成する生成部（図示省略）と、作業要求信号を送信する送信部（図示省略）と、を備える。

図２に示されるように、生産ラインの制御システム１は、受信部３と、制御装置（制御部）５と、表示装置７と、を備える。

受信部３は、複数の工程Ｐ，Ｐ１１〜Ｐ１６，Ｐ２１〜Ｐ２６，Ｐ３１〜Ｐ３６のうちの少なくとも一部の工程において発生した作業の対応を要求する作業要求信号を受信する。受信部３は、ケーブル等による有線で作業要求信号を受信してもよいし、無線で作業要求信号を受信してもよい。受信部３による受信を無線で行う場合、伝送媒体としては、電波、赤外線又は光を採用してもよい。受信部３は、受信した作業要求信号を制御装置５に出力する。

制御装置５は、生産ライン１００を統括的に制御する。制御装置５は、生産ライン１００に設けられる各種装置のステータス情報及び稼働情報を管理する。制御装置５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成される。制御装置５は、制御システム１における各種制御処理を実行する概念的な部分を有する。概念的な部分は、例えばＲＯＭに格納されるプログラムがＲＡＭ上にロードされてＣＰＵで実行されるソフトウェアとして構成することができる。

制御装置５は、受信部３において受信した作業要求信号に基づいて、予め登録される作業者に対する作業を設定し、当該作業者に作業を指示する情報を出力する。制御装置５は、受信部３から出力された作業要求信号を受け取ると、作業要求信号に基づいて、対応が必要な作業等を取得する。制御装置５は、複数の作業が発生している場合、複数の作業において優先度を設定する。

制御装置５は、緊急性、時間等に基づいて優先度を設定する。制御装置５は、例えば、発生している作業がトラブルである場合には、優先度を高くする。また、制御装置５は、発生している作業が生産に必要な部材の供給である場合において、部材が消耗するまでの時間が短い場合には、優先度を高くする。すなわち、制御装置５は、生産ライン１００の生産性への影響の大きさに基づいて、優先度を高く設定する。具体的には、生産ライン１００において発生し得る作業には、図３に示されるように、作業ＤＢ９において、作業毎に、優先度を設定するための重み付け係数（数値）が予め設定されている。制御装置５は、重み付け係数に基づいて、作業の優先度を設定する。

制御装置５は、複数の作業が発生している場合、複数の作業の中から、関連する複数の作業を組み合わせて一つの作業群（作業グループ）として設定する。本実施形態では、制御装置５は、作業自体に係る要因及び作業環境に係る要因の少なくとも一つに基づいて、作業群を設定する。作業自体の要因としては、例えば、作業の優先度及び作業内容等が挙げられる。作業環境の要因としては、例えば、作業場所が挙げられる。作業群には、一の作業及び一の作業に関連する他の作業を含む２以上の作業を含み得る。なお、作業群を設定するための要因には、作業自体に係る要因及び作業環境に係る要因だけでなく、他の要因が含まれていてもよい。また、作業自体に係る要因及び作業環境に係る要因としては、上記の作業の優先度、作業内容及び作業場所に限定されず、他の事項が含まれていてもよい。

例えば、工程Ｐ１２においてフィルムを交換する第１作業、工程Ｐ３６において梱包箱を補充する第２作業、工程Ｐ２２においてフィルムを交換する第３作業、及び、工程Ｐ２６において梱包箱を補充する第４作業が発生している形態を一例に説明する。制御装置５は、図４に示されるように、第１作業、第２作業、第３作業及び第４作業の順番で、優先度を高い順から設定したとする。このような状態において、制御装置５は、第１作業及び第３作業を第１作業群として設定し、第２作業及び第４作業を第２作業群として設定する。

詳細には、制御装置５は、作業要求信号に含まれる作業が発生した工程を特定する情報から、作業場所及び作業内容を取得する。図１に示されるように、第１作業が発生した工程Ｐ１２と第３作業が発生した工程Ｐ２２とは、作業場所が近いと共に、作業内容が一致（類似）している。そのため、制御装置５は、第１作業と第３作業とに関連性があるとして、第１作業群に設定する。また、第２作業が発生した工程Ｐ３６と第４作業が発生した工程Ｐ２６とは、作業場所が近いと共に、作業内容が一致している。そのため、制御装置５は、第２作業と第４作業とに関連性があるとして、第２作業群に設定する。

制御装置５は、設定した作業群についても、優先度を設定する。制御装置５は、設定した作業群に含まれる作業の優先度に基づいて、作業群に優先度を設定する。具体的には、図４に示される例では、第１作業群の中に、現在発生している作業の中で最も優先度が高い第１作業が含まれている。そのため、制御装置５は、第１作業群の優先度を、第２作業群よりも高く設定する。なお、作業群内の各作業の優先度は維持される。すなわち、図４に示される例では、第１作業群においては、第１作業の優先度が第３作業よりも高く、第２作業群においては、第２作業の優先度が第４作業よりも高い。

制御装置５は、作業者の習熟度（経験年数等）に基づいて、作業群を設定してもよい。詳細には、制御装置５は、作業可能な作業者を取得し、作業者の習熟度に応じて作業群を設定する。制御装置５は、作業者ＤＢ（データベース）９から、作業可能な作業者を取得する。図５に示されるように、作業者ＤＢ１１には、Ｎｏ（ナンバー）と、作業者と、勤務状態と、が対応付けられて格納される。勤務状態は、例えば、作業者が出勤している（作業対応が可能な状態である）場合には「１」、作業者が出勤していない（作業対応が不可能な状態である）場合には「０」で示される。

制御装置５は、作業者ＤＢ１１に予め登録される作業者のうち、勤務状態が「１」の作業者、すなわち出勤している作業者を取得する。制御装置５は、取得した作業者の習熟度に応じて、作業群を設定する。例えば、制御装置５は、作業者の習熟度が低い場合（経験年数が短い場合等）には、作業に必要な技量が未熟であるため、高い技術を必要としない作業を組み合わせて作業群を設定する。一方、制御装置５は、作業者の習熟度が高い場合には、高い技術を必要とする作業を組み合わせて作業群を設定する。各作業には、図３に示されるように、作業ＤＢ９において、必要な技量に応じて、重み付け係数が予め設定されている。制御装置５は、作業者の習熟度と作業の重み付け係数とに基づいて、作業群を設定する。

なお、制御装置５は、作業の優先度、作業内容、及び作業場所の少なくとも一つと、作業者の習熟度との組み合わせによっても、作業群を設定することができる。作業群は、種々の要因に基づいて、設定することができる。

制御装置５は、作業に必要な作業者を設定する。制御装置５は、作業者ＤＢを参照し、作業者の出勤状態が「１」である作業者を取得する。制御装置５は、取得した作業者に作業の対応を指示する指示情報を生成する。詳細には、制御装置５は、一の作業と共に当該一の作業に関連する他の作業を含む作業群の対応を指示する指示情報を生成する。制御装置５は、作業者の習熟度に基づいて作業群を設定した場合には、当該作業者に対して作業の対応を指示する指示情報を出力する。指示情報には、作業が発生した工程、作業内容、及び、作業者を示す情報等が含まれる。制御装置５は、生成した指示情報を表示装置７に出力する。

表示装置７は、制御装置５から出力された指示情報に基づく表示を行う。表示装置７は、例えば、ディスプレイ（モニタ）である。表示装置７は、生産ライン１００において一又は複数設けられる。表示装置７は、作業者が視認可能な位置に配置される。

図６に示されるように、表示装置７には、例えば、「ラインの状態」と、「作業」と、が表示される。ラインの状態には、例えば、「ラインＮｏ」と、ラインの「状態」と、「作業発生までの時間」と、「作業有無」と、が対応して表示される。図６に示される例では、「ラインＮｏ」において、主ラインＬは「１」、分岐ラインＬ１は「２」、分岐ラインＬ２は「３」、分岐ラインＬ３は「４」で示される。

作業には、「ラインＮｏ」と、「作業」と、「作業者」と、が対応して表示される。図６に示す例では、作業群「１」では、ラインＮｏ２及びＮｏ４においてフィルム交換の作業が発生しており、作業者「０００３」に作業の対応を指示することを示している。作業者を示す数字は、作業者ＤＢ１１において作業者と対応付けられている数字に対応する。また、作業群「２」では、Ｎｏ３及びＮｏ４において梱包材を充填する作業が発生しており、作業者「０００１」に作業を指示することを示している。作業の欄においては、作業群内における優先度の高い順番で上から作業が表示されている。具体的には、作業群「１」においては、ラインＮｏ２のフィルム交換の作業の方が、ラインＮｏ４のフィルム交換の作業よりも優先度が高いことを示している。

以上説明したように、本実施形態に係る生産システムの制御システム１では、制御装置５は、一の作業と共に当該一の作業に関連する他の作業を作業者に指示する情報を出力する。制御装置５は、一の作業と同時に、一の作業と作業場所や作業内容について関連する他の作業を指示する情報を出力する。これにより、作業者は、一の作業と他の作業とを効率良く行うことが可能となる。したがって、生産ラインの制御システム１では、作業の効率化を図ることができる。

本実施形態に係る生産システムの制御システム１では、制御装置５は、作業自体に係る要因及び作業環境に係る要因の少なくとも一つに基づいて、他の作業を設定する。これにより、一の作業に関連する他の作業を適切に設定できる。したがって、作業の効率化をより一層図ることができる。

本実施形態に係る生産システムの制御システム１では、制御装置５は、作業者の習熟度に基づいて、他の作業を設定する。例えば、習熟度の低い作業者に対して、高い技量を必要とする作業を同時に指示したとしても、作業を行えなかったり作業に時間を要したりするため、逆に作業効率が低下する。そのため、作業者の習熟度に応じて他の作業を設定することにより、作業者の能力に応じた作業を指示できる。したがって、作業の効率化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

上記実施形態では、生産ライン１００が複数のラインＬ，Ｌ１〜Ｌ３を有する形態を一例に説明した。しかし、生産ラインの形態はこれに限定されない。例えば、生産ラインは、１本であってもよい。

上記実施形態では、生産ライン１００が、主ラインＬ及び主ラインＬから分岐する複数の分岐ラインＬ１〜Ｌ３が設けられている形態を一例に説明した。しかし、生産ラインは、独立する複数のラインが設けられていてもよい。

上記実施形態では、受信部３及び制御装置５を別個に備える形態を一例に説明した。しかし、受信部３及び制御装置５は、１つの装置により構成されていてもよい。

上記実施形態では、表示装置７がディスプレイである形態を一例に説明した。しかし、表示装置７は、例えば、携帯端末等であってもよい。また、上記実施形態では、制御装置５から出力された指示情報を出力する手段が表示装置７である形態を一例に説明した。しかし、制御装置５から出力された指示情報は、画像（映像）ではなく、音声等で作業者に報知されてもよい。この場合、音声を出力するスピーカー等が設置されればよい。

上記実施形態では、生産ラインの制御システム１が作業ＤＢ９及び作業者ＤＢ１１を有する形態を一例に説明した。しかし、作業ＤＢ９及び作業者ＤＢ１１は１つのデータベースにより構成されていてもよい。また、作業ＤＢ９及び作業者ＤＢ１１は、制御装置５が有する構成であってもよい。

上記実施形態では、制御装置５が作業群を設定する形態を一例に説明した。しかし、制御装置５は、作業群を設定することなく、一の作業と共に当該一の作業に関連する他の作業を作業者に指示する情報を出力してもよい。制御装置５は、２以上の作業を作業者に指示する情報を出力することができる。

上記実施形態では、制御装置５が、一の作業と共に当該一の作業に関連する他の作業を含む作業群を設定する形態を一例に説明した。しかし、一の作業と他の作業とは、予め設定されていてもよい。例えば、生産ラインの制御システムは、作業を関連付けて記憶する記憶部を備えていてもよい。この構成では、制御装置は、一の作業に関連する他の作業を記憶部から取得し、一の作業及び他の作業を作業者に指示する情報を出力する。これにより、一の作業に関連する他の作業を適切に取得して、作業者に指示することができる。

上記実施形態では、制御装置５が、図４に示されるように、作業群において２つの関連する作業を設定する形態を一例に説明した。しかし、制御装置５は、３以上の作業を含む作業群を設定してもよい。

別の観点では、本発明は、作業設定装置である。作業設定装置は、生産ラインにおける複数の工程のうちの少なくとも一部の工程において発生した作業の対応を要求する作業要求信号を受信する受信部と、受信部において受信した作業要求信号に基づく作業の中から、関連する複数の作業を組み合わせて一つの作業群として設定する制御部と、を備える。

作業設定装置の制御部は、上記実施形態の制御装置５と同様の構成を有する。作業設定装置の制御部は、関連する複数の作業を組み合わせて一つの作業群として設定する。制御部は、作業場所や作業内容について関連する一の作業と他の作業とを作業群として設定する。このように、関連する作業を組み合わせることにより、作業を効率良く行わせることが可能となる。したがって、作業設定装置では、作業の効率化を図ることができる。

１…生産ラインの制御システム、３…受信部、５…制御装置（制御部）、１００…生産ライン。

Claims (8)

1. 複数の工程を含む生産ラインの制御システムであって、
   複数の前記工程のうちの少なくとも一部の前記工程において発生した作業の対応を要求する作業要求信号を受信する受信部と、
   前記受信部において受信した前記作業要求信号に基づいて、予め登録される作業者に対する作業を設定し、当該作業者に作業を指示する情報を出力する制御部と、を備え、
   前記制御部は、一の作業と共に当該一の作業に関連する他の作業を前記作業者に指示する情報を出力する、生産ラインの制御システム。
2. 前記制御部は、作業自体に係る要因及び作業環境に係る要因の少なくとも一つに基づいて、前記他の作業を設定する、請求項１に記載の生産ラインの制御システム。
3. 前記制御部は、前記作業者の習熟度に基づいて、前記他の作業を設定する、請求項１又は２に記載の生産ラインの制御システム。
4. 作業を関連付けて記憶する記憶部を備え、
   前記制御部は、前記一の作業に関連する前記他の作業を前記記憶部から取得し、前記一の作業及び前記他の作業を前記作業者に指示する情報を出力する、請求項１に記載の生産ラインの制御システム。
5. 生産ラインにおける複数の工程のうちの少なくとも一部の前記工程において発生した作業の対応を要求する作業要求信号を受信する受信部と、
   前記受信部において受信した前記作業要求信号に基づく作業の中から、関連する複数の作業を組み合わせて一つの作業群として設定する制御部と、を備える、作業設定装置。
6. 前記制御部は、作業自体に係る要因及び作業環境に係る要因の少なくとも一つに基づいて前記作業群を設定する、請求項５に記載の作業設定装置。
7. 前記制御部は、作業者の習熟度に基づいて、前記作業群を設定する、請求項５又は６に記載の作業設定装置。
8. 前記制御部は、前記作業群について優先度を設定する、請求項５〜７のいずれか一項に記載の作業設定装置。

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